DE102017009452A1 - Internal combustion engine for a motor vehicle and motor vehicle with such an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem ersten Brennraum (14), mit wenigstens einem zweiten Brennraum (16), mit wenigstens einem von Abgas aus dem ersten Brennraum (14) durchströmbaren ersten Abgasleitungselement (44), mit wenigstens einem von Abgas aus dem zweiten Brennraum (16) durchströmbaren zweiten Abgasleitungselement (46), mit wenigstens einem Abgasturbolader (24), welcher eine Turbine (34) mit einem Turbinengehäuse (36), das eine erste Flut (38), in die das erste Abgasleitungselement (44) mündet, eine zweite Flut (40), in die das zweite Abgasleitungselement (46) mündet und wenigstens eine von Abgas aus den Brennräumen (14, 16) durchströmbare dritte Flut (42) aufweist, und ein drehbar in dem Turbinengehäuse (36) aufgenommenes Turbinenrad (50) umfasst, mit einer Umgehungseinrichtung (58), welche wenigstens eine von Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) durchströmbare Umgehungsleitung (60) aufweist, über welche das Turbinenrad (50) von zumindest einem Teil des Abgases aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) zu umgehen ist, mit einer Ventileinrichtung (64), welche ein erstes Ventilelement (66), mittels welchem eine Menge des die Umgehungsleitung (60) durchströmenden und das Turbinenrad (50) umgehenden Abgases aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) einstellbar ist, und ein zweites Ventilelement (68) umfasst, und mit einem dritten Abgasleitungselement (48), welches in die dritte Flut (42) mündet.The invention relates to an internal combustion engine (10) for a motor vehicle, having at least one first combustion chamber (14), with at least one second combustion chamber (16), with at least one first exhaust gas conduit element (44) through which exhaust gas can flow from the first combustion chamber (14) at least one second exhaust pipe element (46) through which exhaust gas can flow from the second combustion chamber (16), with at least one exhaust gas turbocharger (24) having a turbine (34) with a turbine housing (36) which has a first flow (38) into which first exhaust conduit member (44) opens, a second flood (40) into which the second exhaust conduit member (46) opens and at least one of exhaust from the combustion chambers (14, 16) through which third flood (42), and a rotatable in the turbine housing (36) received turbine wheel (50), with a bypass device (58) which at least one of exhaust gas from the first and second exhaust pipe element (44, 46) through-flowable bypass line (60) over which the turbine wheel (50) is to bypass at least a portion of the exhaust gas from the first and second exhaust conduit members (44, 46), having valve means (64) including a first valve member (66) an amount of exhaust gas flowing through the bypass line (60) and bypassing the turbine wheel (50) is adjustable from the first and second exhaust conduit members (44, 46) and includes a second valve member (68) and a third exhaust conduit member (48) into the third flood (42) opens.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbrennungskraftmaschine.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle according to the preamble of
Eine solche Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise bereits
Dabei umfasst die Verbrennungskraftmaschine eine Ventileinrichtung, welche ein erstes Ventilelement aufweist. Mittels des ersten Ventilelements ist eine Menge des die Umgehungsleitung durchströmenden und das Turbinenrad umgehenden Abgases einstellbar. Die Ventileinrichtung weist darüber hinaus ein zweites Ventilelement auf. Des Weiteren umfasst die Verbrennungskraftmaschine ein drittes Abgasleitungselement, welches in die dritte Flut mündet.In this case, the internal combustion engine comprises a valve device which has a first valve element. By means of the first valve element, a quantity of the exhaust gas flowing through the bypass line and bypassing the turbine wheel is adjustable. The valve device also has a second valve element. Furthermore, the internal combustion engine comprises a third exhaust pipe element, which opens into the third tide.
Des Weiteren offenbart die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine und ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist.Object of the present invention is to develop an internal combustion engine and a motor vehicle of the type mentioned in such a way that a particularly advantageous operation can be realized.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an internal combustion engine having the features of
Um eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das zweite Ventilelement fluidisch mit dem ersten Abgasleitungselement und fluidisch mit dem zweiten Abgasleitungselement verbunden ist und wenigstens eine Hauptflutenverbindung aufweist, über welche das erste Abgasleitungselement und das zweite Abgasleitungselement in dem zweiten Ventilelement fluidisch miteinander verbindbar sind. Des Weiteren ist das zweite Ventilelement zwischen einem ersten Zustand, einem zweiten Zustand, einem dritten Zustand und einem vierten Zustand umschaltbar. In dem ersten Zustand ist das dritte Abgasleitungselement über das zweite Ventilelement mit dem ersten Abgasleitungselement und dem zweiten Abgasleitungselement fluidisch verbunden, wodurch Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement über das zweite Ventilelement in das dritte Abgasleitungselement strömen kann, sodass in dem ersten Zustand das dritte Abgasleitungselement über das Ventilelement mit Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement versorgbar ist. Außerdem ist die Hauptflutenverbindung in dem ersten Zustand geschlossen, sodass das erste Abgasleitungselement und das zweite Abgasleitungselement zumindest innerhalb des zweiten Ventilelements voneinander getrennt sind.In order to develop an internal combustion engine specified in the preamble of
Die erste Flut und die zweite Flut werden auch als Hauptfluten bezeichnet, wobei beispielsweise die dritte Flut als Nebenflut bezeichnet wird. Da in dem ersten Zustand die Hauptflutenverbindung geschlossen ist, unterbleibt in dem ersten Zustand eine Flutenverbindung der Hauptfluten, da das erste Abgasleitungselement und das zweite Abgasleitungselement und somit die Hauptfluten zumindest in dem zweiten Ventilelement voneinander getrennt sind. Hierdurch kann beispielsweise eine Stoßaufladung der Verbrennungskraftmaschine bewirkt werden. Des Weiteren kann zumindest ein erster Teil des das erste Abgasleitungselement beziehungsweise die erste Flut durchströmenden Abgases aus dem ersten Abgasleitungselement ausströmen und über das zweite Ventilelement in das dritte Abgasleitungselement und somit in die dritte Flut (Nebenflut) einströmen, sodass zumindest der erste Teil des Abgases aus dem ersten Abgasleitungselement beziehungsweise aus der ersten Flut, welche auch als erste Hauptflut bezeichnet wird, abgezweigt und der Nebenflut zugeführt wird. Des Weiteren kann zumindest ein zweiter Teil des das zweite Abgasleitungselement beziehungsweise die zweite Flut durchströmenden Abgases aus dem zweiten Abgasleitungselement ausströmen und über das zweite Ventilelement in das dritte Abgasleitungselement und somit in die dritte Flut (Nebenflut) einströmen, sodass zumindest der zweite Teil des Abgases aus dem zweiten Abgasleitungselement beziehungsweise aus der zweiten Flut, welche auch als zweite Hauptflut bezeichnet wird, abgezweigt und der Nebenflut zugeführt wird. Dabei ist jedoch eine Flutentrennung der Hauptfluten vorgesehen, da die Hauptflutenverbindung mittels des zweiten Ventilelements geschlossen und somit fluidisch versperrt ist.The first flood and the second flood are also referred to as major floods, for example, the third flood is referred to as a tributary. In the first state, since the main flow connection is closed, in the first state, flood communication of the main flows does not occur because the first exhaust pipe member and the second exhaust pipe member and thus the main flows are separated from each other at least in the second valve member. As a result, for example, a shock charging of the internal combustion engine can be effected. Furthermore, at least a first part of the exhaust gas flowing through the first exhaust gas conduit element or the first flow can flow out of the first exhaust gas conduit element and into the third via the second valve element Exhaust pipe element and thus in the third tide (tributary) to flow, so that at least the first part of the exhaust gas from the first exhaust pipe element or from the first flood, which is also referred to as the first main flood, diverted and fed to the secondary tide. Furthermore, at least a second part of the exhaust gas flowing through the second exhaust pipe element or the second flow can flow out of the second exhaust pipe element and flow into the third exhaust pipe element and thus into the third flow (secondary flow) via the second valve element, so that at least the second part of the exhaust gas flows out the second exhaust pipe element or from the second tide, which is also referred to as the second main tide, branched off and supplied to the secondary tide. In this case, however, a flood separation of the main floods is provided because the Hauptflutenverbindung is closed by means of the second valve element and thus fluidly blocked.
In dem zweiten Zustand ist die Hauptflutenverbindung geschlossen, wodurch beispielsweise die zuvor genannte Stoßaufladung eingestellt werden kann beziehungsweise eingestellt ist. Außerdem ist in dem zweiten Zustand das dritte Abgasleitungselement und somit die Nebenflut mittels des zweiten Ventilelements von dem ersten Abgasleitungselement und von dem zweiten Abgasleitungselement und somit von den Hauptfluten getrennt. Wie zuvor beschrieben wird beispielsweise in dem ersten Zustand die Nebenflut mit Abgas aus den Hauptfluten versorgt, wobei beispielsweise die Hauptfluten und die Nebenflut von Abgas durchströmt werden. In dem zweiten Betriebszustand jedoch unterbleibt eine Versorgung der Nebenflut, insbesondere mit Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement beziehungsweise mit Abgas aus den Hauptfluten, sodass beispielsweise in dem zweiten Zustand die Nebenflut deaktiviert beziehungsweise abgeschaltet ist. In dem ersten Zustand jedoch ist die Nebenflut zugeschaltet beziehungsweise aktiviert.In the second state, the main flooding connection is closed, whereby, for example, the aforementioned surge charging can be set or set. In addition, in the second state, the third exhaust pipe member, and thus the subsidiary flow, is separated from the first exhaust pipe member and the second exhaust pipe member and thus from the main flooding by means of the second valve member. As described above, for example, in the first state, the secondary flow is supplied with exhaust gas from the main flows, for example through which exhaust gas flows through the main flows and the secondary flow. In the second operating state, however, there is no supply of the secondary flow, in particular with exhaust gas from the first and second exhaust pipe elements or with exhaust gas from the main flows, so that, for example, the secondary flow is deactivated or switched off in the second state. In the first state, however, the secondary flood is switched on or activated.
In dem dritten Zustand ist das dritte Abgasleitungselement mittels des zweiten Ventilelements von dem ersten Abgasleitungselement und von dem zweiten Abgasleitungselement getrennt, sodass in dem dritten Betriebszustand die Nebenflut (dritte Flut) deaktiviert beziehungsweise abgeschaltet ist. Wie auch in dem zweiten Zustand wird auch in dem dritten Zustand kein Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement abgezweigt und der dritten Flut beziehungsweise dem dritten Abgasleitungselement zugeführt. In dem dritten Zustand jedoch ist die Hauptflutenverbindung freigegebenen, sodass das erste Abgasleitungselement und das zweite Abgasleitungselement über das zweite Ventilelement, insbesondere in dem zweiten Ventilelement, fluidisch miteinander verbunden sind. Dadurch sind die Hauptfluten in dem dritten Zustand fluidisch miteinander verbunden, sodass in dem dritten Zustand eine Flutenverbindung der Hauptfluten vorgesehen ist. Hierdurch kann beispielsweise eine Stauaufladung der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden, insbesondere während die dritte Flut abgeschaltet ist.In the third state, the third exhaust pipe element is separated from the first exhaust pipe element and from the second exhaust pipe element by means of the second valve element, so that in the third operating state the secondary flow (third flow) is deactivated or switched off. As in the second state, even in the third state, no exhaust gas is diverted from the first and second exhaust pipe members and supplied to the third and third exhaust pipe members, respectively. In the third state, however, the main flow connection is released, so that the first exhaust pipe element and the second exhaust pipe element via the second valve element, in particular in the second valve element, are fluidly interconnected. As a result, the main flows in the third state are fluidly connected to each other, so that in the third state, a flood connection of the main floods is provided. As a result, for example, a backup charging of the internal combustion engine can be realized, in particular while the third flood is switched off.
In dem vierten Zustand ist das dritte Abgasleitungselement über das zweite Ventilelement mit dem ersten Abgasleitungselement und mit dem zweiten Abgasleitungselement fluidisch verbunden und dadurch mit Abgas aus dem ersten Abgasleitungselement und aus dem zweiten Abgasleitungselement versorgbar. Somit ist in dem vierten Zustand die Nebenflut zugeschaltet, da der Nebenflut Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement beziehungsweise aus den Hauptfluten zugeführt wird. Außerdem ist in dem vierten Zustand die Hauptflutenverbindung freigegeben, sodass das erste und zweite Abgasleitungselement über das zweite Ventilelement, insbesondere in dem zweiten Ventilelement, fluidisch miteinander verbunden sind. Dies bedeutet, dass in dem vierten Zustand eine Flutenverbindung der Hauptfluten vorgesehen ist, wodurch beispielsweise die zuvor genannte Stauaufladung eingestellt werden kann beziehungsweise eingestellt ist, insbesondere während die dritte Flut zugeschaltet ist.In the fourth state, the third exhaust-gas element is fluidically connected via the second valve element to the first exhaust-gas element and to the second exhaust-gas element and can thereby be supplied with exhaust gas from the first exhaust-gas element and from the second exhaust-gas element. Thus, in the fourth state, the secondary flow is switched on, since the secondary flow exhaust gas is supplied from the first and second exhaust pipe element or from the main floods. In addition, in the fourth state, the main flow connection is released, so that the first and second exhaust pipe element via the second valve element, in particular in the second valve element, are fluidly interconnected. This means that in the fourth state, a flood connection of the main floods is provided, whereby, for example, the aforementioned accumulation charge can be set or is set, in particular while the third flood is switched on.
Der Erfindung liegt insbesondere folgende Erkenntnis zugrunde: zum Stand der Technik im Bereich von Verbrennungskraftmaschinen, welche auch als Verbrennungsmotoren bezeichnet werden, gehören mittlerweile Abgasturbolader, deren Turbinen mehrflutig und dabei in der Regel zweiflutig beaufschlagt werden. Der jeweilige Verbrennungsmotor weist dabei beispielsweise Brennräume auf, welche auch als Zylinder bezeichnet werden. Ein erster Teil der Zylinder fördert Abgase in eine erste Flut, wobei ein anderer Teil der Zylinder Abgas in eine andere Flut der jeweiligen Turbine fördert. Hierdurch kann eine Flutentrennung realisiert werden, wodurch pro Flut eine Verkleinerung von abgasführenden Volumina beziehungsweise Strömungsquerschnitten realisiert werden kann. In der Folge kann die zuvor genannte Stoßaufladung beziehungsweise ein Stoßauflade-Betrieb der Turbine realisiert werden. Zur Regelung eines solchen stoßaufgeladenen Abgasturboladers ist üblicherweise eine auch als Wastegate bezeichnete Umgehungseinrichtung vorgesehen. Hierdurch wird es möglich, das Abgas aus beiden Fluten gezielt am Turbinenrad vorbei zu leiten. Neben Vorteilen im instationären Motorbetrieb lässt sich durch den Einsatz einer mehrflutigen Turbine auch das Motormoment bei geringen Drehzahlen erhöhen, sodass auch bei geringen Drehzahlen hohe Drehmomente erzielbar sind, welche von dem Verbrennungsmotor bereitgestellt werden können. Diese Vorteile werden unter anderem durch die geringen Volumina beziehungsweise Strömungsquerschnitte pro Flut erzielt. Wird der Verbrennungsmotor bei hohen Motordrehzahlen betrieben, führen die kleinen Volumina beziehungsweise Strömungsquerschnitte jedoch zu dem Nachteil, dass der Druck vor der Turbine stark ansteigt. Dadurch verschlechtern sich der Ladungswechsel und folglich auch der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors. Um diesen Zielkonflikt zu lösen, kann ein zusätzliches Stellorgan insbesondere in Form eines Ventils eingesetzt werden, wobei dieses Stellorgan bei hohen Motordrehzahlen eine Verbindung der ansonsten voneinander getrennten Fluten bewirkt. Dem ausströmenden Abgas steht dadurch pro Flut ein größerer Strömungsquerschnitt zur Verfügung, wodurch sich der Druck vor der Turbine verringert.The invention is based, in particular, on the following knowledge: the state of the art in the field of internal combustion engines, which are also referred to as internal combustion engines, now includes exhaust gas turbochargers, the turbines of which are subjected to multiple flooding and, as a rule, double-flow. The respective internal combustion engine has, for example, combustion chambers, which are also referred to as cylinders. A first portion of the cylinders delivers exhaust gases into a first tide, with another portion of the cylinders delivering exhaust gas into another tide of the respective turbine. As a result, a flood separation can be realized, whereby a reduction of exhaust gas-carrying volumes or flow cross sections per flood can be realized. As a result, the aforementioned surge charging or impact charging operation of the turbine can be realized. To control such a shock-charged exhaust gas turbocharger usually also called a wastegate bypass device is provided. This makes it possible to selectively direct the exhaust gas from both floods past the turbine wheel. In addition to advantages in transient engine operation, the engine torque can be increased at low speeds by using a multi-flow turbine, so that even at low speeds high torques can be achieved, which can be provided by the engine. These advantages are achieved, inter alia, by the small volumes or flow cross sections per flood. If the engine is operated at high engine speeds, lead the small Volumes or flow cross-sections, however, to the disadvantage that the pressure in front of the turbine increases sharply. As a result, the charge change and consequently the efficiency of the internal combustion engine deteriorate. In order to solve this conflict of objectives, an additional actuator can be used in particular in the form of a valve, this actuator causes a connection of the otherwise separate floods at high engine speeds. The outflowing exhaust gas thus has a larger flow cross-section per flood, which reduces the pressure in front of the turbine.
Zur Realisierung der Flutenverbindung sind grundsätzlich zwei Lösungen möglich: Zusätzlich zu dem auch als Abblaseventil bezeichneten Ventil der Umgehungseinrichtung kann ein Stellorgan zur Flutenverbindung zum Einsatz kommen, sodass zwei Stellorgane und somit zwei Ventile und zwei Aktoren vorgesehen sind. Weiterhin ist es möglich, die Funktionen der Umgehung des Turbinenrads und der Flutenverbindung mit Hilfe genau eines Stellorgans zu realisieren, wodurch eine Kombinationslösung vorgesehen wird. Das Umgehen des Turbinenrads wird auch als Abblasen oder Abblasung bezeichnet. Um die Vorteile der Flutenverbindung zu nutzen, sind somit beispielsweise zwei Stellorgane vorgesehen. Nachteil der genannten Kombinationslösung ist jedoch, dass es nur begrenzt oder nicht möglich ist, die Funktionen der Abblasung der Flutenverbindung voneinander zu trennen. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen mit zwei Stellorganen, das heißt im Vergleich zu der genannten Kombinationslösung ist es bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine möglich, die beiden Hauptfluten kleiner, das heißt mit geringeren Strömungsquerschnitten oder Volumina auszuführen. Hierdurch kann ein auslegungstechnischer Freiheitsgrad geschaffen werden, durch welchen in bestimmten Motorbetriebsbereichen wie beispielsweise dem Instationärbetrieb und der Bereitstellung von hohen Drehmomenten bei geringen Motordrehzahlen Vorteile realisiert werden können. Dabei sind jedoch in Betriebsbereichen mit hohen Motordrehzahlen keine Nachteile zu erwarten. Bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine ist es somit möglich, durch die Ventilelemente die Funktionen der Flutenverbindung und der Abblasung zu trennen, sodass ein besonders vorteilhafter und bedarfsgerechter Betrieb realisierbar ist. Außerdem ist es möglich, zusätzlich zur Funktion der Flutenverbindung auch die Größe der Turbine, insbesondere deren Spreizung, zu beeinflussen. Insbesondere ist es im Vergleich zur Kombinationslösung bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine möglich, die Funktionen der Abblasung der Flutenverbindung unabhängig voneinander anzusteuern. Dadurch kann eine Funktionstrennung der Funktionen Abblasung und Flutenverbindung gewährleistet werden. In der Folge kann beispielsweise ein besonders effizienter und somit wirkungsgradgünstiger Betrieb realisiert werden, sodass beispielsweise der Energiebeziehungsweise Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden kann.In principle, two solutions are possible for realizing the flood connection: In addition to the valve of the bypass device, also referred to as a blow-off valve, an actuator for flood connection can be used, so that two actuators and thus two valves and two actuators are provided. Furthermore, it is possible to realize the functions of bypassing the turbine wheel and the flood connection by means of exactly one actuator, whereby a combination solution is provided. Bypassing of the turbine wheel is also referred to as blow-off or blow-off. To take advantage of the flood connection, thus, for example, two actuators are provided. Disadvantage of said combination solution, however, is that it is limited or not possible to separate the functions of the blow-off of the flood connection from each other. Compared to conventional solutions with two actuators, that is compared to the above combination solution, it is possible in the internal combustion engine according to the invention, the smaller the two main floods, that is to carry out with smaller flow cross sections or volumes. As a result, a degree of design freedom can be created by which advantages can be realized in certain engine operating ranges, such as, for example, transient operation and the provision of high torques at low engine speeds. However, no disadvantages are to be expected in operating areas with high engine speeds. In the internal combustion engine according to the invention, it is thus possible to separate by the valve elements, the functions of the flood connection and the blow-off, so that a particularly advantageous and needs-based operation can be realized. In addition, it is possible to influence the size of the turbine, in particular its spread, in addition to the function of the flood connection. In particular, compared with the combination solution in the case of the internal combustion engine according to the invention, it is possible to control the functions of blowing off the flood connection independently of one another. As a result, a function separation of the functions blow-off and flood connection can be ensured. As a result, for example, a particularly efficient and thus low-efficiency operation can be realized, so that, for example, the Energiebeziehungsweise fuel consumption of the internal combustion engine can be kept in a very small frame.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das erste Ventilelement ein erstes Ventilteil zum Einstellen der Menge des Abgases und ein erstes Stellglied auf, mittels welchem zum Einstellen der Menge das erste Ventilteil bewegbar ist. Hierdurch kann die die Umgehungsleitung durchströmende Menge des Abgases besonders bedarfsgerecht eingestellt werden, wodurch ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, the first valve element on a first valve part for adjusting the amount of exhaust gas and a first actuator, by means of which for adjusting the amount, the first valve member is movable. As a result, the amount flowing through the bypass line of the exhaust gas can be adjusted particularly needs, whereby a particularly advantageous operation can be realized.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das zweite Ventilelement wenigstens ein separat von dem ersten Ventilteil ausgebildetes und zusätzlich zu dem ersten Ventilteil vorgesehenes sowie beispielsweise relativ zu dem ersten Ventilteil bewegbares zweites Ventilteil und ein zusätzlich zu dem ersten Stellglied vorgesehenes zweites Stellglied aufweist, mittels welchem zum Umschalten des zweiten Ventilelements das zweite Ventilteil, insbesondere relativ zum ersten Ventilteil, bewegbar ist. Hierdurch lässt sich die zuvor genannte Funktionstrennung schaffen, sodass beispielsweise das erste Ventilteil bewegt werden kann, während eine Bewegung des zweiten Ventilteils unterbleibt und/oder umgekehrt. Somit kann beispielsweise die Flutenverbindung eingestellt werden, während ein Einstellen beziehungsweise verstellen der die Umgehungsleitung durchströmenden Menge des Abgases unterbleibt. In der Folge kann ein besonders bedarfsgerechter Betrieb dargestellt werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Ventilteil um eine Schwenkachse verschwenkbar, wodurch die Flutenverbindung und die Menge des die Umgehungsleitung durchströmenden Abgases besonders vorteilhaft eingestellt werden können.A further embodiment is characterized in that the second valve element has at least one second valve part formed separately from the first valve part and provided in addition to the first valve part and movable relative to the first valve part, for example, and a second actuator provided in addition to the first actuator which is for switching the second valve element, the second valve member, in particular relative to the first valve member, movable. As a result, the aforementioned separation of functions can be created so that, for example, the first valve part can be moved, while a movement of the second valve part is omitted and / or vice versa. Thus, for example, the flood connection can be adjusted while no adjustment or adjustment of the amount flowing through the bypass line of the exhaust gas. As a result, a particularly needs-based operation can be displayed. In a further embodiment of the invention, the second valve member is pivotable about a pivot axis, whereby the flood connection and the amount of exhaust gas flowing through the bypass line can be adjusted particularly advantageous.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das zweite Ventilelement einen ersten Ventilbereich mit zwei Kanälen und einer Trennwand auf, wobei in dem ersten Zustand ein erster der Kanäle fluidisch mit dem ersten Abgasleitungselement und der zweite Kanal fluidisch mit dem zweiten Abgasleitungselement verbunden ist. Dabei sind die Kanäle fluidisch mit dem dritten Abgasleitungselement verbunden, und die Hauptflutenverbindung ist mittels der die Kanäle voneinander trennenden Trennwand geschlossen.In a further embodiment of the invention, the second valve element has a first valve region with two channels and a partition wall, wherein in the first state, a first of the channels is fluidly connected to the first exhaust pipe element and the second channel fluidly connected to the second exhaust pipe element. The channels are fluidly connected to the third exhaust pipe element, and the Hauptflutenverbindung is closed by means of the channels separating the partition wall.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das zweite Ventilelement einen zweiten Ventilbereich auf, mittels welchem in dem zweiten Zustand die Hauptflutenverbindung geschlossen, das heißt fluidisch versperrt und das dritte Abgasleitungselement von dem ersten und zweiten Abgasleitungselement getrennt ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the second valve element has a second valve region, by means of which, in the second state, the main flow connection is closed, that is, fluidically blocked, and the third Exhaust line element is separated from the first and second exhaust pipe element.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das zweite Ventilelement einen dritten Ventilbereich aufweist, mittels welchem in dem dritten Zustand die Hauptflutenverbindung über einen Verbindungskanal freigegeben und das dritte Abgasleitungselement von dem ersten und zweiten Abgasleitungselement getrennt ist.As further particularly advantageous, it has been shown, when the second valve element has a third valve region, by means of which in the third state, the main flow connection released via a connecting channel and the third exhaust pipe element is separated from the first and second exhaust pipe element.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das zweite Ventilelement einen vierten Ventilbereich mit zwei weiteren Kanälen aufweist, wobei im vierten Zustand ein erster der weiteren Kanäle fluidisch mit dem ersten Abgasleitungselement, der zweite weitere Kanal fluidisch mit dem zweiten Abgasleitungselement verbunden ist und die weiteren Kanäle über die Hauptflutenverbindung mittels eines Verbindungskanals fluidisch miteinander verbunden sind. Ferner sind in dem vierten Zustand die weiteren Kanäle fluidisch mit dem dritten Abgasleitungselement verbunden.A further embodiment is characterized in that the second valve element has a fourth valve region with two further channels, wherein in the fourth state a first of the further channels is fluidically connected to the first exhaust pipe element, the second further channel is fluidically connected to the second exhaust pipe element and the others Channels are fluidly interconnected via the main flooding connection by means of a connection channel. Furthermore, in the fourth state, the further channels are fluidically connected to the third exhaust pipe element.
Zumindest einer der Ventilbereiche ist beispielsweise durch das zuvor genannte zweite Ventilteil gebildet, wobei mittels der Ventilbereiche die unterschiedlichen Zustände auf besonders einfache und bedarfsgerechte Weise eingestellt werden können. In der Folge kann ein besonders effizienter und effektiver Betrieb dargestellt werden.At least one of the valve areas is formed for example by the aforementioned second valve part, wherein the different states can be adjusted in a particularly simple and needs-based manner by means of the valve areas. As a result, a particularly efficient and effective operation can be represented.
Dabei hat es sich schließlich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Ventilbereiche, insbesondere translatorisch, bewegbar sind, insbesondere relativ zu einem Gehäuse des zweiten Ventilelements, wodurch das zweite Ventilelement zwischen den Zuständen umschaltbar ist.It has finally shown to be particularly advantageous if the valve areas, in particular translationally, are movable, in particular relative to a housing of the second valve element, whereby the second valve element is switchable between the states.
Zur Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine. Dabei sind Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt.The invention also includes a motor vehicle with an internal combustion engine according to the invention. Advantages and advantageous embodiments of the internal combustion engine according to the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the motor vehicle according to the invention and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine; -
2 ausschnittsweise eine schematisch Schnittansicht eines Ventilelements der Verbrennungskraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform; und -
3 ausschnittsweise eine schematisch Schnittansicht des Ventilelements gemäß einer zweiten Ausführungsform.
-
1 a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention; -
2 a schematic sectional view of a valve element of the internal combustion engine according to a first embodiment; and -
3 a fragmentary sectional view of the valve element according to a second embodiment.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Die Verbrennungskraftmaschine
Die Verbrennungskraftmaschine
In einem befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine
Aus
Das Turbinengehäuse
Das Turbinenrad
Die Verbrennungskraftmaschine
In dem Abgastrakt
Wie aus
Während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine
Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb realisieren zu können, ist das zweite Ventilelement
In dem dritten Zustand ist das dritte Abgasleitungselement
In dem vierten Zustand ist das dritte Abgasleitungselement
Das Ventilelement
Dabei weist der erste Ventilbereich
In dem zweiten Zustand ist mittels des Ventilbereichs
In dem dritten Zustand ist mittels des dritten Ventilbereichs
Der vierte Ventilbereich
Im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen ist es möglich, die Hauptfluten besonders klein auszuführen, wodurch ein besonders vorteilhafter Stoßaufladebetrieb darstellbar ist. Ferner kann bedarfsgerecht zwischen dem Stoßaufladebetrieb und dem Stauaufladebetrieb umgeschaltet werden. Des Weiteren kann die zuvor genannte Funktionstrennung realisiert werden, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist.Compared to conventional internal combustion engines, it is possible to make the main floods particularly small, whereby a particularly advantageous shock charging operation can be represented. Furthermore, it can be switched as needed between the shock charging operation and the accumulation charging operation. Furthermore, the aforementioned function separation can be realized, so that a particularly advantageous operation can be realized.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 1212
- Motorgehäusemotor housing
- 1414
- Zylindercylinder
- 1616
- Zylindercylinder
- 1818
- Ansaugtraktintake system
- 2020
- Luftfilterair filter
- 2222
- Drosselklappethrottle
- 2424
- Abgasturboladerturbocharger
- 2626
- Verdichtercompressor
- 2828
- Verdichterradcompressor
- 3030
- LadeluftkühlerIntercooler
- 3232
- Abgastraktexhaust tract
- 3434
- Turbineturbine
- 3636
- Turbinengehäuseturbine housing
- 3838
- erste Flutfirst tide
- 4040
- zweite Flutsecond tide
- 4242
- dritte Flutthird tide
- 4444
- erstes Abgasleitungselementfirst exhaust pipe element
- 4646
- zweites Abgasleitungselementsecond exhaust pipe element
- 4848
- drittes Abgasleitungselementthird exhaust pipe element
- 5050
- Turbinenradturbine
- 5252
- Aufnahmeraumaccommodation space
- 5454
- Rotorrotor
- 5656
- Wellewave
- 5858
- Umgehungseinrichtungbypass means
- 6060
- Umgehungsleitungbypass line
- 6262
- Abgasnachbehandlungseinrichtungexhaust treatment device
- 6464
- Ventileinrichtungvalve means
- 6666
- erstes Ventilelementfirst valve element
- 6868
- zweites Ventilelementsecond valve element
- 7070
- Überströmöffnungoverflow
- 7272
- Ventilgehäusevalve housing
- 7474
- Anschlussconnection
- 7676
- Anschlussconnection
- 7878
- Anschlussconnection
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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